电化学加工

[拼音]：dianhuaxue jiagong

[外文]：electrochemical machining

也称电解加工。是利用金属在外电场作用下的高速局部阳极溶解过程，实现金属成型加工的工艺。

特点

电化学反应过程的特点有：

（1）高速，反应速率远远高于其他的电化学工艺，其电流密度达到10～500安/厘米2；

（2）两电极的距离很小，约为0.1～1毫米，且阴极对阳极(被加工的工件)作相对运动；

（3）电解液在电极间隙高速通过，具有高液压(5～20千克力/厘米2)、高流速(5～60米/秒)，带走反应中产生的大量金属溶解产物和气体以及热量。其流体动力学状态至为复杂。

电解加工工艺与一般的机制工艺相比较，具有以下特点：

（1）能同时进行三维的加工，一次加工出形状复杂的型面、型腔、异形孔；

（2）由于加工中工件与刀具（阴极）不接触，不会产生切削力和切削热，不生成毛刺；

（3）与材料的机械性能(如硬度、韧性、强度)无关，因此可加工一般机制工艺难以加工的高硬度、高韧性、高强度材料，如硬质合金、淬火钢、耐热合金、钛合金，但与材料的电化学性质、化学性质、金相组织密切有关。

简史

1958年美国阿诺卡特公司首先研制出世界第一台电解加工机床，用于叶片加工。此后，日本和西方各国相继研究和生产了多种电解加工机床，使这一工艺得到日益广泛的应用。中国电解加工工艺始于60年代初，首先用于航空工业中加工叶片，兵器工业加工大炮膛线，后来推广到其他民用工业，如汽车、拖拉机制造业加工锻模，汽轮机制造业加工整体叶轮，还用于花键、异形孔的加工。

工艺

加工过程的简略说明见图。

工件和阴极(又叫工具电极，相当于刀具)分别接在直流电源的正负极。电解液由液泵经管路高速通过工件和阴极之间狭小的间隙。通电后工件发生电化学阳极溶解，当阳极均匀进给时，工件就可按照阴极的形状不断溶解，形成和阴极相反的型面和型腔。

由此可见，电解加工的工艺设备包括三部分：电解加工机床、直流电源、电解液系统。对于电解加工机床的基本要求是进给速度均匀稳定、足够的刚性和必要的抗蚀性、排气措施。对于直流电源的要求是：高的稳压精度和迅速、可靠的短路保护装置。这是因为电解加工时电流很大(100～20000安)，电极间隙小，为了保证加工精度和避免烧损短路，应该重视上述两项指标。对于电解液系统则要求供液稳定，并具有处理电解产物的能力。

电解加工的工艺质量指标包括加工精度和表面质量两方面。前者系指复制精度、重复精度。它们和工件的形状有关，一般可达到0.02～0.03毫米。电解加工后工件的表面光洁度可以达到墷7～墷9级，它和被加工对象的材质、电解液、工艺参数有关，若选择不当则可能出现点蚀、流纹和晶间腐蚀。

决定电解加工质量的因素很多，除了工艺设备的可靠性，在工艺方面最重要的是电解液的选择和阴极的设计。为了提高加工精度，对于电解加工的电解液的一个特殊要求是：希望它具有尽可能低的分散能力，这将使工件的阳极溶解限制在有限的区域，从而得到所需的形状。电解液还应有较高的电导、较低的粘度，以保证良好的导电性和流动性。由于电解加工电解液的用量甚大(每1000安加工电流需3～5立方米电解液)，因此要求它安全、无毒、价廉、稳定。完全满足上述要求是困难的，国内外广泛应用的电解液有三种，即氯化钠、硝酸钠、氯酸钠的水溶液，其性能特点各不相同，如表1所示：